清洁技术：特征，优势和实例 - 环境 - 2025

在清洁技术是技术实践那些尽量减少对环境的影响通常是在所有的人类活动产生的。这套技术实践涵盖了各种人类活动，能源生产，建筑和最多样化的工业过程。

使它们团结在一起的共同因素是其保护环境和优化所用自然资源的目标。但是，清洁技术并不能完全有效地阻止人类经济活动对环境造成的破坏。

图1.太阳能电池板。Lito Encinas，来自Wikimedia Commons

作为影响清洁技术领域的示例，我们可以提及以下内容：

• 在使用可再生和无污染的能源中。
• 在工业过程中将废水和有毒污染物排放降至最低。
• 在消费品的生产及其生命周期中，对环境的影响最小。
• 在发展可持续农业实践中。
• 在发展保护海洋动物的捕捞技术方面。
• 在可持续建设和城市规划等方面。

清洁技术概述

背景

当前的经济发展模式已经严重破坏了环境。产生较少环境影响的被称为“清洁技术”的技术创新，似乎是使经济发展与环境保护相适应的希望之选。

清洁技术行业的发展始于2000年初，并且在千年的头十年一直持续增长直至今天。清洁技术构成了技术和环境管理的一场革命或模式的变革。

目标

清洁技术追求以下目标：

• 最小化人类活动对环境的影响。
• 优化自然资源的利用并保护环境。
• 帮助发展中国家实现可持续发展。
• 在减少发达国家产生的污染方面进行合作。

清洁技术的特征

清洁技术的特点是创新，注重人类活动的可持续性，追求自然资源（能源和水等）的保存并优化利用。

这些创新旨在减少温室气体的排放，温室气体是造成全球变暖的主要原因。因此，可以说，它们在缓解和适应全球气候变化方面具有非常重要的作用。

清洁技术包括广泛的环境技术，例如可再生能源，能源效率，能源存储，新材料等。

清洁技术的类型

清洁技术可以根据其作用领域进行分类，如下所示：

• 设计用于可再生，无污染能源使用设备的技术。
• 在“管道末端”应用了清洁技术，这些技术试图减少排放量和工业有毒废水。
• 修改现有生产流程的清洁技术。
• 采用清洁技术的新生产流程。
• 清洁技术改变了现有的消费方式，应用于无污染，可回收产品的设计中。

实施清洁技术的困难

当前对生产过程的分析及其对这些新的，更环保的技术的适应性引起了极大的兴趣。

为此，必须评估开发的清洁技术在解决环境问题方面是否足够有效和可靠。

从传统技术向清洁技术的转变也带来了一些障碍和困难，例如：

• 这些技术的现有信息不足。
• 缺乏训练有素的人员进行应用。
• 高经济成本的必要投资。
• 克服企业家对承担必要经济投资风险的恐惧。

应用于发电的主要清洁技术：优点和缺点

应用于能源生产的清洁技术包括：

-太阳能

太阳能是来自地球上太阳辐射的能量。自古以来，人类就一直在使用这种能量，原始的原始技术已经发展成为越来越复杂的所谓的清洁技术。

当前，通过不同的捕获，转换和分配技术来利用太阳的光和热。

有一些用于捕获太阳能的设备，例如光伏电池或太阳能电池板，其中来自太阳光的能量会产生电能，还有集热器，称为定日镜或太阳能收集器。这两种类型的设备构成了所谓的“主动太阳能技术”的基础。

相反，“被动式太阳能技术”是指房屋和工作场所的建筑和建造技术，其中最有利于最大程度地照射太阳的方向，根据场所的气候吸收和散发热量的材料和/或或允许自然通风分散光线或进入内部空间。

这些技术有利于节省用于空调（冷却或加热空调）的电能。

使用太阳能的优势

• 太阳是清洁的能源，不会产生温室气体排放。
• 太阳能便宜且取之不尽。
• 它是一种不依赖石油进口的能源。

使用太阳能的缺点

• 太阳能电池板的制造需要来自采矿的金属和非金属，这对环境造成负面影响。

-风力

风能是利用风的运动力的能量。可以使用发电机涡轮将该能量转换为电能。

“风神”一词来自希腊语“风神”，希腊神话中的风神之名。

风能通过风电场中称为风力涡轮机的设备使用。风力涡轮机具有随风移动的叶片，连接到产生电力的涡轮机，再连接到分配电力的网络。

基于燃烧化石燃料，风电场生产的电力比传统技术产生的电力便宜，并且还有一些小型风力涡轮机可用于偏远地区，这些偏远地区没有与配电网络的连接。

图2.风电场。资料来源：Victor SalvadorVilariño，来自Wikimedia Commons

当前，正在开发海上风电场，其中风能更强且恒定，但是维护成本更高。

尽管一年中风也表现出重要的变化，但在一年中，风是行星上某个特定位置的近似可预测且稳定的事件，这就是为什么风只能被用作常规能源的补充能源或备用能源的原因。

风能优势

• 风能是可再生的。
• 这是一种取之不尽的能量。
• 很经济。
• 对环境的影响很小。

风能的缺点

• 风能是可变的，这就是为什么风能产生不能恒定的原因。
• 风力涡轮机的建造很昂贵。
• 风力涡轮机是鸟类的威胁，因为它们是撞击或碰撞导致死亡的原因。
• 风能产生噪声污染。

-地热能

地热能是一种清洁的可再生能源，它利用地球内部的热量。这些热量通过岩石和水传递，可用于发电。

地热一词来自希腊语“ geo”：地球和“ thermos”：热。

行星内部具有随深度增加的高温。在地下土壤中有很深的地下水，称为潜水水。这些水在某些地方会像温泉或间歇泉一样变热并上升到地表。

当前，有用于定位，钻探和泵送这些热水的技术，这些技术有助于在地球上不同位置使用地热能。

地热能的优势

• 地热能是一种清洁能源，可减少温室气体的排放。
• 与传统资源（如煤炭和石油）产生的电力相比，它产生的废物最少，对环境的破坏要少得多。
• 它不会产生声音或噪音污染。
• 它是一种相对便宜的能源。
• 这是一种取之不尽的资源。
• 它占地很小。

地热能的缺点

• 地热能会导致致命的硫酸烟雾排放。
• 钻井会导致附近的地下水被砷，氨和其他危险毒素污染。
• 这种能量并非在所有地区都可用。
• 在所谓的“干式储层”中，只有浅层的热岩石，必须注入水以便将其加热，否则岩石破裂会发生地震。

-潮汐和波浪能

潮汐能利用了海潮的动能或动能。波浪能（也称为波浪能）利用海浪运动产生的能量来发电。

图3.波能。来源：P123，来自Wikimedia Commons

潮汐能和波浪能的优势

• 它们是可再生的，取之不尽的能量。
• 在两种能源的生产中，都没有温室气体排放。
• 关于波浪能，比其他清洁可再生能源更容易预测最佳发电条件。

潮汐能和波浪能的缺点

• 两种能源都对海洋和沿海生态系统产生不利的环境影响。
• 最初的经济投资很高。
• 它的使用仅限于海洋和沿海地区。

-液压能量

水力能量来自河流，溪流和瀑布或淡水瀑布的水。在建造水坝的过程中，利用了水的动能，并通过涡轮机将其转化为电能。

水电优势

• 水力发电相对便宜且无污染。

水电的缺点

• 水坝的建设造成大片森林的砍伐并严重破坏相关的生态系统。
• 基础设施在经济上很昂贵。
• 水力发电取决于气候和水的丰富程度。

清洁技术应用的其他示例

碳纳米管产生的电能

已经制造出通过通过碳纳米管（非常小的碳纤维）发射电子来产生直流电的装置。

这种称为“热电”的设备可以提供与普通锂电池相同数量的电能，体积要小一百倍。

太阳能瓦

它们是像太阳能电池板一样工作的瓷砖，由铜，铟，镓和硒的薄电池制成。与太阳能电池板不同，太阳能屋顶瓦片不需要大的开放空间来建造太阳能公园。

真力时太阳能科技

这项新技术是由一家以色列公司设计的。它通过利用曲面镜收集辐射来利用太阳能，曲面镜的效率是传统太阳能电池板的效率的五倍。

垂直农场

农业，畜牧业，工业，建筑和城市规划等活动已经占领了地球的大部分土地并使土地退化。解决生产性土壤短缺的方法是所谓的垂直农场。

城市和工业区的垂直农场提供了耕种区域，而没有使用或降解土壤。另外，它们是消耗CO ₂（已知的温室气体）并通过光合作用产生氧气的植被区域。

旋转行水培作物

轮流排，一排排在另一排上的这种水培作物可以使每种植物获得足够的日光照射，并节省用水量。

高效经济的电动机

它们是具有零温室气体排放的发动机，例如二氧化碳CO ₂，二氧化硫SO _2，氮氧化物NO，因此对地球的全球变暖没有贡献。

节能灯泡

没有汞含量，剧毒的液态金属会污染环境。

电子设备

用不含锡的材料制成，锡是一种环境污染物。

净水生物处理

使用微生物（如细菌）进行水净化。

固体废物管理

随着有机废物的堆肥和纸张，玻璃，塑料和金属的回收。

智能窗户

在这种情况下，光线的进入是自我调节的，从而可以节省能源并控制房间的内部温度。

通过细菌发电

这些都是经过基因改造的，并可以在废油上生长。

气溶胶太阳能电池板

它们由纳米材料（可以以很小的尺寸呈现的材料，例如非常细的粉末）制成，可以快速有效地吸收阳光。

生物修复

它包括通过对微生物进行生物处理，对被金属，农药，石油废料及其衍生物污染的地表水，深水，工业污泥和土壤进行修复（净化）。

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